从设计到上市——5G终端这场接力赛一共需要几棒？

5G 好比一场接力赛，从终端设计研发、一致性测试、运营商验收测试（CAT）到生产制造，四个环节紧密衔接。终端公司只有顺利完成四棒接力，才能赢得快速增长的5G终端商用蓝海市场。

Time to Market：5G终端产品工作流程的4棒接力

第一棒：

终端设计研发阶段的5个成功策略

01.

通过系统仿真减少原型机制作和返工成本

系统仿真是设计流程的一个重要部分，可以用于在整个开发流程中进行故障诊断。仿真中可以添加不同减损，帮助设计人员在开发硬件原型之前优化设计。

02.

在频域、时域和调制域中分析5G NR波形非常重要

3GPP NR 规范中增加了许多新功能，例如灵活的参数集以及不同的子载波间隔、动态时分复用（TDD）和带宽分段（BWP），增加了创建和分析波形的复杂性。支持多个维度信息分析的测试工具，将有助于研发团队灵活地创建针对对Sub 6GHz 和mmW各种不同用例，从多个维度对问题加以分析排查。

03.

用IQ星座图和EVM表征信号质量

5G采用了更高阶的调制，意味着更密的星座图，5G目前支持256QAM调制方式。

影响信号质量的因素有许多，包括基带信号处理、调制、滤波和上变频。IQ 减损、相位噪声、线性和非线性压缩以及频率误差都可能导致调制信号失真。设计人员在设计设备时，必须要克服宽带毫米波信号带来的物理挑战。评测信号的调制属性，可以得到关于信号质量最有用的指标之一。

查看IQ星座图，有助于确定和诊断失真错误。EVM测量可以从总体上说明波形失真的情况。测试解决方案必须具有比被测产品或系统更好的性能，在不引入新问题的前提下正确测量和表征信号质量：

元器件测试：总体上比被测件严格 10 dB

系统测试：比符合无线标准的被测信号严格 3 dB

04.

使用真实减损评测设备性能

大多数终端测试都是在理想环境中进行。然而，终端最终需要在实际环境中工作， 在实际环境中可能会遇到各种信号传播问题，例如过量的路径损耗、多径衰落和时延扩展。此时除了通过5G网络仿真器测试5G终端理想环境下端到端吞吐量，还可在测试装置中加入一个信道仿真器，同时加入各种真实的无线衰落环境参数，评测终端在接近实际环境下的真实端到端吞吐量。

05.

使用CATR紧缩天线场测试方法降低路径损耗

移动通信中的通信链路需要使用远场假设进行评测， 由于电磁波的辐射特性，远场距离和传播损耗会随着频率升高而提升。

3GPP已经批准了以紧缩天线测试场（CATR）为基础的间接远场（IFF）测试方法。虽然这种方法仅限于测量单个信号，但与直接远场（DFF）法相比，它可以缩短测量毫米波设备的距离，降低路径损耗。

第二棒：

迎接一致性测试的四个技巧

一致性测试由 3GPP 无线接入网RAN工作组定义，用于确保终端和基站具备最低性能水平。通过一致性测试是终端公司在将产品推向市场之前必定面对的最大 5G 挑战之一。

01.

充分利用标准3GPP RAN 2和RAN 4指定的最低要求（Minimum Requirements）

5G NR 文档已经发布在 3GPP 网站上的 38.xxx 系列文档中。一致性测试规范以 3GPP RAN2 和 RAN4 文档中规定的最低要求为基础定义。设计研发人员可以将最低要求用做测试 5G NR 产品的指南，因为它们比规范更严格。

02.

使用灵活的测试解决方案简化测试装置

测试工具和设备最好具备足够的范围来满足从 Sub 6 GHz到毫米波工作频段的要求。许多测试需要使用多个信号源进行接收机测试，还需要使用多台分析仪进行发射机测试，模块化平台可以缩小测试占用的空间并简化测试装置。

03.

尽量采用通用平台化解决方案来满足不同需求

5G NR 在 FR1 和 FR2 工作频段支持多种不同的用例和部署场景。这些测试组合构成了一个巨大的测试用例矩阵。

例如：5G NR 能以独立组网模式（SA）或非独立组网模式（NSA）运行：有多种选项可供选择。设备需要对一个或多个部署方案进行验证。E-UTRA 和 5G NR 双连接（EN-DC）也需要进行测试。由于在多个工作频段添加 MIMO 和载波聚合组合，相当于增加了 1,000 多个UE测试用例。用户尽量使用可以跨频率范围可扩展的通用硬件平台，进行包括射频、RRM 和协议在内的终端一致性测试。

04.

通过可扩展的测试解决方案满足 5G NR标准的要求

R-15经历了多个中间小版本，第 16 版标准2020 年7月冻结，R17 和R18 还在演进，它将继续推进 5G NR 优化，研究新用例，以及确定新类型的服务、设备、部署模型和频段。测试解决方案需要考虑满足未来需求，测试设备务必能够随着标准的变化升级换代。还需要考虑测试测量方案提供商需要多长时间才能提供新的软件版本，以便支持最新的测试用例。

第三棒：

加速终端通过运营商验收的三个提示

运营商验收（CAT: Carrier Acceptance Test）是终端产品工作流程中的一个重要环节，处于一致性测试和制造之间。CAT的目的是确保终端设备的功能和性能满足用户期望。

5G 终端设备必须向运营商证明具有足够强大的性能和安全性，运营商才会将它们用于自己的网络。一些领先的运营商开发出了全面的 CAT 程序，涵盖互操作性测试、外场试验、协议和射频一致性测试以及网络仿真。大多数运营商都执行一致性测试，所有运营商都会进行网络厂商互操作性测试和外场试验。运营商还会重点针对其网络专有的特性和功能展开测试，例如网络可靠性或覆盖范围。

采取以下三种提示的方法加速设备的运营商验收测试：

01.

利用一致性测试工具提前开展测试

终端设备工程师可以使用是德科技一致性测试和 CAT 工具套件提前开展测试。通用测试套件涵盖射频特性、无线资源管理（RRM）和协议等方面。它们覆盖最可能的网络配置，对于许多用例来说已经足够。灵活的一致性测试解决方案允许定制超出认证要求的测试用例，使设备工程师能够针对给定网络专有的配置和用例进行测试。

02.

对终端设备进行极限测试以优化终端功耗

5G终端的功能和特性不断增加，毫米波工作频段和 5G NR 双连接特性要求终端设备必须与基站保持高质量通信。电池功耗是终端设备的主要竞争点。5G 用例的电池要求和性能各不相同。终端设计和研发团队应当有前瞻性地选择典型用例和 极限测试设备，使用网络仿真器UXM和功率分析仪开展大量测试，确保电池具有长续航时间。

03.

利用虚拟路测（VDT），测试终端设备的实际性能

与 4G 相比，5G NR 中的新初始接入程序提高了切换测试的重要性。一致性测试不足以确定不同外场条件下的用户体验，也不能覆盖所有运营商专用的切换场景。

因此终端厂家通常有自己的外场测试团队或者外包一部分路测需求给第三方外场测试公司。但传统外场路测方式的成本过于高昂。虚拟路测（VDT）可以帮助终端厂家在将终端入网之前，对设备的真实切换性能进行测试。VDT 使用外场捕获的数据来构建测试，通过在受控实验室环境中仿真真实的射频网络条件，重新回放路测或室内测试路径。这有助于缩短外场测试所需的时间，从而加速验收测试进度。

第四棒：

生产制造：缩短测试时间并降低测试成本的四个方法

终端厂家面临着激烈而快速变化的市场竞争，终端的原型机一旦通过一致性测试和验收测试，进入产线后测试成本和测试时间会影响他们的盈利能力以及进入市场的先后顺序。采用以下四种方法可以缩短测试时间并降低测试成本。

1)

基于硬件的FPGA可以大幅加快测量速度，多频点和多无线制式下各种功率和频率测试时间会大幅缩短。

2)

多设备并行测试，先进的测试排序和单次采集多次测量（SAMM）功能有助于最大限度提高测试吞吐量和良率。

3)

云数据处理有助于将测试吞吐量提升到极高水平。在快速的云服务器上可并行运行关键计算。这种测试体系结构非常高效，可极大提高测量吞吐量。终端制造商可重复使用测试站，从而提高测试资产的使用率和灵活性。

4)

测量一致性：在整个设备工作流程中使用相同的测量算法有助于缩短开发时间。可追溯性能够实现设计溯源，更快解决问题。